一种主箱体内气体快速置换的手套箱的制作方法

本发明涉及手套箱设备技术领域，特别是一种主箱体内气体快速置换的手套箱。

背景技术：

日常实验室和工业生产中经常会遇到一些需要惰性气体保护的环境，如一些具有还原能力的试剂、催化剂、金属、锂电池的组装等，一般是使用手套箱，在其主箱体内填充惰性气体营造需要惰性气体保护的环境以保证实验和生产的环境条件。

根据不同的用途，手套箱的主箱体内的气体，特别是水、氧的含量一般要达到一定的工作条件后才能投入使用，一般是标准情况下主箱体内气体水含量≤1ppm，主箱体内氧含量≤1ppm。为了达到这一条件，手套箱在首次使用或长时间停用后重新使用前需要对主箱体内的气体进行一次置换，现有技术中一般是利用惰性气体对主箱体内的气体进行净化，使其达到或接近主箱体内气体水含量≤1ppm，氧含量≤1ppm的要求。

对于气体置换，现有的手套箱是直接往主箱体内充入惰性气体作为置换气体，充入的置换气体与主箱体内的气体混合，同时抽取主箱体内的气体排放，即用惰性气体对主箱体内的气体进行稀释，直至主箱体内气体水含量和氧含量接近1ppm，此过程往往需要连续长时间地通入惰性气体，进行气体置换实现，一般需要4小时以上；而后还需要通过气体循环系统对主箱体内的气体进行净化降低水、氧的含量直至达到工作条件，因此主箱体内气体置换时间的长短影响工作进程；并且进行长时间通气净化使主箱体内气体水含量和氧含量接近1ppm，需要消耗大量的惰性气体，大约是主箱体体积的9倍，而这部分惰性气体又无法回收利用，因此，惰性气体消耗量大、气体置换的材料及时间成本高。因此需要一种能够快速置换主箱体内气体的手套箱来缩短气体置换时间，降低惰性气体消耗量和运行成本的手套箱来满足实际需要。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能够快速置换主箱体内气体、缩短气体置换时间，降低惰性气体消耗量和运行成本的手套箱以克服现有的手套箱的上述不足之处，满足实际需要。

实现本发明目的的技术方案是：一种主箱体内气体快速置换的手套箱，包含主箱体、手套、过渡室、主箱体气体净化循环系统和电控制装置，所述主箱体上设置若干个窥视窗和手套连接口、第一气体净化循环系统接口、第二气体净化循环系统接口和主箱体第一置换气体进出口、主箱体第二置换气体进出口，其特征在于：所述主箱体内还设有充气膨胀气囊或气球，所述充气膨胀气囊或气球在主箱体内侧，其充/放气口与主箱体的膨胀气囊充/放气口连接。

为了更好的技术效果，本发明的气体快速置换的手套箱的技术特征还可以具体为以下技术特点：

1.所述主箱体第一置换气体进出口和主箱体第二置换气体进出口分别设置在主箱体的两个端面上或靠近主箱体的两个端面的位置。

2.所述主箱体还设有手套连接口密封塞和窥视窗密封塞。

3.所述主箱体第一置换气体进出口和主箱体第二置换气体进出口分别设置在主箱体的两个端面上。

4.所述主箱体内设有可拆装货架。

应用本发明技术方案的气体快速置换的手套箱，具有以下优点：

1.应用充气膨胀气囊或气球，可实现主箱体内气体的快速置换，显著缩短气体置换时间，显著减少惰性气体消耗量，显著降低手套箱运行的材料和时间成本，提高手套箱工作效率。

2.本发明的技术方案提供了一种与现有气体置换技术完全不同的手套箱的气体置换手段，给手套箱的气体置换提供一个新的技术选择。

3.本发明技术方案中的手套箱内设有手套连接口密封塞、窥视窗密封塞，能够最大限度地降低气体置换的死角，提高气体的置换率，进而缩短主箱体内气体净化循环时间，进一步降低手套箱的运行时间成本。

4.膨胀气囊或气球制造成本低、安装方便，其应用可降低气体置换成本。

5.本发明技术方案中的货架是可拆除的，能够适应不同的工作需要。

附图说明

图1是本发明的一种主箱体内气体快速置换的手套箱的一个实施例的总体示意图

图2是图1所示的一种主箱体内气体快速置换的手套箱实施例的主视图

图3是图2所示的一种主箱体内气体快速置换的手套箱实施例的俯视图

图4是图2所示的一种主箱体内气体快速置换的手套箱实施例的左视图

图5是图2所示的一种主箱体内气体快速置换的手套箱实施例的k-k向视图

图6是图2所示的一种主箱体内气体快速置换的手套箱实施例的g-g向视图

图1-6中，1为主箱体，101为主箱体第一端部，102为主箱体第二端部，2为过渡室，201为过渡室第一端部，202为过渡室第二端部，3为主箱体气体净化循环系统，4为主箱体与过渡室之间的隔离舱门，5为手套，6为第一压力表，7为第二压力表，8为水检测仪，9为氧检测仪，10为脚踏开关，11为窥视窗，12为手套连接口，13为膨胀气囊，131为膨胀气囊的充放气口，14为主箱体的膨胀气囊充放气口，15为手套连接口密封塞，16为货架，17为第一气体净化循环系统接口、18为第二气体净化循环系统接口，19为主箱体第一置换气体进出口，20为主箱体第二置换气体进出口，21为过渡室第一置换气体进出口，22为过渡室第二置换气体进出口，23为主箱体第一端部端盖，24为过渡室第二端部端盖，25为手套箱支架。

具体实施方式：

为了更好地说明本发明的一种主箱体内气体快速置换的手套箱的技术方案，以下结合附图1-6对本发明技术方案的气体快速置换的手套箱的一个实施例进行详细描述。

实施例一

如图1-6中所示，本发明的一种主箱体内气体快速置换的手套箱主要包含，包含主箱体1、手套5、过渡室2、主箱体气体净化循环系统3和电控制装置。

本实施例中，如图1-6所示，所述主箱体1内设有膨胀气囊13、第一压力表6、水检测仪8、氧检测仪9、两个窥视窗11、两对手套连接口12、主箱体第一置换气体进出口19和主箱体第二置换气体进出口20、第一气体净化循环系统接口17、第二气体净化循环系统接口18和主箱体的膨胀气囊充放气口14。所述主箱体的膨胀气囊充放气口14设置在主箱体第一端部的端盖23上，膨胀气囊13设置在主箱体内侧，所述膨胀气囊的充放气口131与所述主箱体的膨胀气囊充放气口14连接。

为了方便操作，主箱体1内设有可拆装的货架16。需要对主箱体进行气体置换时，把货架16拆除，经由过渡室2将所述货架16移出手套箱。待主箱体气体置换完成后，需要对物料进行操作时，再经由过渡室2将所述货架16移入主箱体1内安装，供放置物料。

为了更好的气体置换效果，主箱体1内还设有手套连接口密封塞15和窥视窗密封塞，用于在主箱体气体置换时堵塞手套连接口和窥视窗，尽可能地排出待置换气体，减少置换的死角，提高气体置换率。

与传统手套箱不同的是，本实施例中，所述主箱体1内设置膨胀气囊13，其主箱体第一端部的端盖23上设置主箱体的膨胀气囊充放气口14，所述膨胀气囊13的充放气口131与所述主箱体的膨胀气囊充放气口14连接。通过对膨胀气囊13充气使其膨胀，把主箱体内需要置换的气体快速排出。

优选地，所述主箱体第一置换气体进出口19和主箱体第二置换气体进出口20分别设置在主箱体1的两个端面上，同时用作惰性气体输入口或待置换气体排出口，即在膨胀气囊13充气时用作待置换气体排出口输出主箱体内的待置换气体，在膨胀气囊13放气时，同时用作惰性气体输入口向主箱体内输入惰性气体，从而压缩膨胀气囊13使其排气，以加快置换速度。所述主箱体第一置换气体进出口19和主箱体第二置换气体进出口20也可以一个用于输入惰性气体，另一个用于输出主箱体内的待置换气体。

所述过渡室的第一端部201与主箱体的第二个端部102连接，其与主箱体1之间通过隔离舱门4密封。过渡室2上设第二压力表7、一个窥视窗、过渡室第一置换气体进出口21、过渡室第二置换气体进出口22，所述过渡室的第二端部202设有可开合的端盖24密封。通过过渡室2取放物料及对物料进行操作前净化，即当物料处于过渡室中进入主箱体1前需对过渡室进行气体置换，过渡室内气体置换完成后就可以打开隔离舱门4将物料从过渡室取出放进主箱体。所述过渡室第一、第二置换气体进出口21、22分别用于输入惰性气体和输出过渡室内的待置换气体。

本实施例的附图中手套箱内部装的是一个膨胀气囊，实际应用中也可以根据需要换成膨胀气球，其效果是一样的。

为了更好地理解本发明的技术方案，以下结合实施例一对本发明的手套箱的主箱体内气体置换过程做一个描述：

本实施例中，与传统手套箱主要的区别在于：本发明的手套箱的主箱体1内设置膨胀气囊13，所述膨胀气囊13的充放气口131与所述主箱体的膨胀气囊充放气口14连接，应用充气膨胀气囊，把主箱体内部空间作为待置换气体区间，充气膨胀气囊内的气体与待置换气体区间内的气体不相互混合。具体气体置换过程如下：

1.当开始主箱体的气体置换时，所述主箱体第一置换气体进出口19和主箱体第二置换气体进出口20同时用作待置换气体输出口，所述膨胀气囊充放气口14用作充气口，往主箱体的膨胀气囊充放气口14充入气体，膨胀气囊13随着充入气体而向主箱体1内部膨胀，此时所述主箱体第一置换气体进出口19和主箱体第二置换气体进出口20同时排出主箱体内的待置换气体，以加快待置换气体的排出速度，以此减少待置换气体区间内的气体余量，理想状态下，当膨胀气囊膨胀到完全贴合主箱体内壁时，主箱体内的待置换气体余量接近于零。

2.此时，结束充气，将主箱体第一置换气体进出口19和主箱体第二置换气体进出口20同时转用成惰性气体输入口，向主箱体内输入惰性气体，同时，主箱体的膨胀气囊充放气口14和膨胀气囊13的充放气口131转用作放气口，直至排空膨胀气囊内的气体，如此完成对主箱体内的气体的一次置换。

3.再次重复前述1、2步骤，如此反复几次，即可实现主箱体内气体的快速置换，显著缩短主箱体的气体置换时间，显著减少惰性气体消耗量，显著降低手套箱运行的材料和时间成本，提高手套箱工作效率。

本发明技术方案的手套箱的气体置换原理是：充气膨胀气囊内的气体与待置换气体区间内的气体不相互混合，应用膨胀气囊13的膨胀把主箱体1的待置换气体尽量排空，最大限度减少待置换气体余量，此后充入惰性气体，实现有效降低待置换气体的浓度，如此反复几次，以实现主箱体内气体的快速置换，显著缩短气体置换时间。

而传统手套箱是直接往主箱体内充入惰性气体气体同时自主箱体往外部排出待置换气体，充入的惰性气体必然与主箱体内的所有待置换气体直接混合，初始的待置换气体余量大，浓度高，导致完全置换主箱体内的气体需要长时间地通入惰性气体，需要的置换时间长、置换效率低、耗费的惰性气体量大，无法实现主箱体内气体的快速置换。

与传统的手套箱相比，本发明的手套箱气体置换率高、置换时间短、不需要长时间地通入惰性气体，耗费的惰性气体量小，能够实现主箱体内气体的快速置换，满足实际工作需要，降低运行成本。

本实施例中，主箱体的气体净化循环系统与常规手套箱的气体净化循环系统雷同，本实施例中不再赘述。

本发明的一种主箱体内气体快速置换的手套箱可以广泛应用于oled应用领域、锂电池应用领域、核电应用领域、实验室及物联网应用领域，保证洁净的实验和操作环境，提高安全性。